二、电磁波学
1、认识电磁波。
无线电技术发明于18世纪初，经过近百年的发展，从当初的无线电通信（由意大利工程师马可尼在1901年发明）、广播、传真、电视、无线电操纵、无线电定位雷达，到如今的远程遥控、互联网、手机、无线电脑等方兴未艾，涉及到工农业生产、军事国防、科学研究、交通运输、日常生活、灾害预报、报警等方面。电磁场的概念经过几十年才被人们所接受。19世纪中叶，麦克斯韦预言了电磁波的存在，并且发现电磁场理论不需要力学概念，创立了电磁学。麦克斯韦创立的电磁理论否定了牛顿的超距作用。1880年，德国的赫兹（1857~1894）用人工的方法生产出电磁波，并且接收到了电磁波，证明了电磁波的存在，人们才相信电磁场和电磁波是独立存在的物理实体，而之前人们把电磁场当作数学上的抽象描写。电磁波就是在空间传播的电磁场。1892年，洛仑兹在麦克斯韦电磁理论的基础上提出了新的理论，认为原子中的电子的振动就如同赫兹发现的电磁波的电振子一样，可产生和吸收电磁波。原子的振子比赫兹振子小得多，所以光波比一般的电磁波短得多。1899年，普朗克提出了辐射量子理论，认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，每一份的能量是E=hγ。
在研究电场时，人们发现了电磁感应现象，生产了交流电，认识到交流电是电流强度作周期变化的电流，也叫做振荡电流。后来又发明了振荡电路——一种能够产生高频振荡电流的电路。从电磁感应现象我们知道，在振荡电流的周围空间里总是同时存在周期性变化的电场和磁场，这种现象叫做电磁振荡。电波是波动的电场。电场波动必然导致磁场的波动，因此电波实际上就是电磁波，是电场和磁场同时在波动性传播出去。在振荡电路中，当开关K接上电源时，电源给电容器C充电；当开关接上电感L时，电容器放电，电能转变成磁能；由于自感作用，自感电流给电容器反向充电，极性同原来的相反，这是磁能转变成电能的过程。如此循环充电和放电过程，于是就形成了振荡电流。由LC组成的振荡电路叫做自由振荡。由于电阻的存在会使电能减少，导致振幅减小，叫做减幅振荡、阻尼振荡。及时补充电能就能够使振幅不变，叫做无阻尼振荡、等幅振荡。等幅振荡的周期和频率叫做固有周期和固有频率，同电感和电容有关：
图4.92振荡电路与振荡波
炁学提示：电磁波是从实践发现、实际应用才到理论证实的。电磁波是交变的电波和磁波，是交变的电场和磁场，是由电炁流转变而成的。电炁流使震荡器炁子分离出磁炁流，交变的电炁流生产出交变的磁炁流。电磁波技术是使电场能变成波能的方法。
2、电磁波的发送。
由振荡电路产生的振荡电流形成了电场和磁场。变化的电场会产生变化的磁场，变化的磁场又会产生变化的电场，如此下去，就形成了电磁波，而且电场强度和磁场强度彼此垂直，并且垂直于电磁波的传播方向。就是说，电磁波是一种横波。电磁波的传播速度在炁体里等于光速，在空气里接近光速。电磁波的波长公式：
图4.93电磁波
炁学提示：从震荡器发生的电磁波炁流在炁体里的传播速度最快，等于光速，在炁子里速度会变慢，在没有炁体的理想真空里应该不能够流动，将被隔绝屏蔽掉。
3、电磁波的接收和放大。
电磁波的接收是发射的反过程，是把波炁流变成电炁流（无线电变成有线电）的过程。电磁波的放大是电炁流的放大。
4、电磁波的用途。
电磁波的用途主要是传播信号信息（无线电通讯），也可以作为传送能量的手段（电磁波武器、电磁波工具）。